分接開關油流控制繼電器的選用與驗證_圖文

1、分接開關油流控制繼電器的選用與驗證張德明(華明電力設備制造有限公司上海200333摘要:闡明分接開關油流控制繼電器結構原理及保護功能,介紹油流控制繼電器整定油流速度選用、試驗的驗證及其選用不當引起故障與排除方法。關鍵詞:分接開關,油流控制繼電器、選用與驗證 根據(jù)IEC60214-1(2003、GB10230.1-2007第5.125.14款的規(guī)定,油浸式有載分接開關的切換開關(或選擇開關油室與分接選擇器(或無勵磁分接開關必須各自帶有獨立的油系統(tǒng)和安全保護裝置。切換開關(或選擇開關油室必須帶有單獨一個油系統(tǒng)。這個油系統(tǒng)是由獨立的儲油柜、吸濕器、油流控制繼電器等安全保護裝置組成,以便對切換開關(或

2、選擇開關油室進行壓力上升監(jiān)控,同時將其油室內部故障所引起火災和爆炸的風險降到最小。分接選擇器(或無勵磁分接開關也需要一個獨立的油系統(tǒng)。對于埋入型安裝方式,它與圖1 有載調壓變壓器的兩個獨立油系統(tǒng)(埋入型變壓器本體共用一個油系統(tǒng)。這個油系統(tǒng)也是1-電動機構;2-垂直傳動軸;3-傘齒輪;4 -水平傳動軸由儲油柜、吸濕器、氣體繼電器等安全保護裝5-切換開關油室;6-變壓器油箱;7-氣體繼電器;8-硅置組成,以便對變壓器油箱進行壓力上升監(jiān)控,膠呼吸器;9-分接開關儲油柜;10-隔離板;11-變壓器因此,一個有載調壓變壓器形成了兩個各本體儲油柜;12-主體繼電器;13-變壓器器身;14-分接自獨立的油系

3、統(tǒng)。見圖1所示。選擇器;1.油流控制繼電器結構原理和保護性能 油流控制繼電器(圖2的最常使用方法的是安裝在有載分接開關切換油室與儲油柜之間管路中。這種繼電器是由從切換開關或選擇開關油室流向儲油柜油流的升高來觸發(fā)的。這些繼電器對切換開關油室內短時間的較低到較高功率的故障作出響應,使變壓器的斷路器跳閘,從而避免或者限制了有載分接開關和變壓器的損壞。結構原理油流控制繼電器采用戶外式設計裝置。安裝在從有載分接開關通向儲油柜的管路上,盡可能靠近分接開關的切換油室。它采用檔扳結構,圖2 油流控制繼電器由帶永久磁鋼的擋扳組成。其干簧接點的動作機構安裝在一鑄鋁合金的殼體內,檔扳依靠永久磁鋼的吸力而處于閉合位置

4、。檔扳上有一通孔。分接開關切換機構正常變換時,觸頭開斷電弧使油分解而產(chǎn)生氣體穿過檔扳孔,經(jīng)安裝向上傾斜(2%4%管道到儲油柜經(jīng)呼吸器自由逸出。一旦檔扳打開后,永久磁鋼吸動干簧接點,從而接通跳閘回路。干簧接點有一常開或一常閉,特殊要求也可提供兩常開或兩常閉接點。油流控制繼電器殼頂部有跳閘和復位兩只試驗按紐。殼體正面有觀察窗,用于檢查擋扳的位置。油流控制繼電器還帶有一接線盒,該盒與殼體內的變壓器油完全隔開。盒的側面有一電纜進線孔,便于接線。油流控制繼電器外殼上有明顯顏色(紅色的油流標志,其箭頭必須指向儲油柜。保護性能 油流控制繼電器的動作特性是以反應靈敏度來表示,反應靈敏度有靜態(tài)和動態(tài)兩種。靜態(tài)反

5、應靈敏度是用整定油流速度表示。這個試驗是用一個循環(huán)泵提供一個流量準確的油流,這個油流逐漸增大到氣體繼電器擋板開始動作為止,油流的測量借助油流量計來進行。油的流速與油的入口處截面及擋板開孔尺寸大小有關。動態(tài)反應靈敏度是以施加沖擊油壓及其檔扳動作的反應時間來表示。見圖3所示。動態(tài)反應靈敏度試驗是利用圖4專用試驗裝置來進行,即在油壓箱里的油充空氣壓力加壓及電磁閥門瞬時打開引起沖擊油流使擋板動作。從電磁閥門打開到繼電器接點反應的時間用示波器拍攝示波圖取得。動態(tài)反應靈敏度試驗是真實地模擬油室內部故障時油流控制繼電器的動作反應。圖3 動態(tài)反應靈敏度 值得注意的是,繼電器最小動態(tài)反應力必須大于油室正常變換操

6、作的工作壓力300kPa。否則,油室內切換機構正常變換操作就可能造成保護繼電器的誤動作。油流控制繼電器在變壓器工程上應用已經(jīng)有很多年,它的優(yōu)點是工作可靠和很少或者沒有誤動作,已被運行所證實。由于這種繼電器本質上是一種液流繼電器,因而它的缺點是響應的時間比其它型式繼電器的響應時間長。技術參數(shù)國產(chǎn)QJ4G-25或QJ6-25氣體繼電器是個俗稱重瓦斯氣體繼電器,其功能與德國MR公司RS2001油流控制繼電器功圖4 動態(tài)反應靈敏度試驗裝置能相似。因而,它也能適用于有載分接開關的安全保護。RS2001油流控制繼電器和QJ4G-25氣體繼電器的技術參數(shù)見表1所示。表1 RS2001油流控制繼電器和QJ4G

7、-25氣體繼電器的性能參數(shù) 2. 油流控制繼電器整定流速的選用分接開關油室所配置的油流控制繼電器是按它的整定油流速度這一重要技術參數(shù)來選用。換句話說,油流控制繼電器整定油流速度必須按所配置的分接開關正常切換時產(chǎn)生的油流和故障發(fā)生時所產(chǎn)生油流來選用。選用與油流速度相匹配的原則如下:分接開關正常切換時產(chǎn)生的油流速度應小于油流控制繼電器的整定油流速度,保證正常負載切換時不發(fā)生誤保護動作,且應留有安全保護裕度;油流控制繼電器的整定油速應小于分接開關故障時產(chǎn)生的最小油流速度,起著分接開關故障時的保護作用。因此,應分析分接開關在正常負載切換和故障下所產(chǎn)生的油流速度。分接開關正常切換時產(chǎn)生的油流速度在油浸式

8、銅鎢觸頭切換的分接開關中,變壓器油既是熄弧介質,又是絕緣和冷卻介質。變壓器油是由許多不同分子量的碳氫化合物分子組成的混合物,分子中含有CH3、CH2和CH化學基團,并由C-C鍵鍵合在一起。由于觸頭切換產(chǎn)生電弧的結果,可以使某些C-H鍵和C-C鍵斷裂,伴隨生成少量活潑的氫原子和不穩(wěn)定的碳氫化合物的自由基,這些氫原子或自由基通過復雜的化學反應迅速重新化合,形成氫氣(H2和低分子烴類氣體,如甲烷(CH4、乙烷(C2H6、乙烯(C2H4、乙炔(C2H2等,其中乙炔(C2H2占主要成分。當產(chǎn)氣速率大于溶解速率時,就在觸頭區(qū)域產(chǎn)生氣泡。由于油是不可壓縮的液體,氣泡占了油的空間,必定有同等容積的油被擠向儲油

9、柜。油流控制繼電器中油流與電弧觸頭產(chǎn)氣幾乎是同時發(fā)生的,一定的產(chǎn)氣速率必定有一 定油流通過繼電器。而產(chǎn)氣速率取決于觸頭的電弧功率,即觸頭的電弧容量。在低能量放電中,通過離子反應促使最弱的鍵CH鍵(338kJ/mo1斷裂,主要重新化合成氫氣(H2而積累。對C一C鍵的斷裂需要較高的溫度(較多的能量,然后迅速以C一C鍵(607 kJ/mo1、C=C鍵(720 kJ/mo1和CC鍵(960 kJ/mo1的形式重新化合成烴類氣體,依次需要越來越高的溫度和越來越多的能量,如圖5所示。據(jù)有關資料介紹,變壓器油分解為炔類氣體所需的能量為830 kJ/mo1,而其它烴類氣體所需的能量為420 kJ/mo1。大量

10、的乙炔是電弧的弧道中產(chǎn)生的,圖5 哈斯特氣體分壓與溫度函數(shù)關系占烴類氣體的7080%。取加權平均的分解能量Ecp約為750 kJ/mo1,即在常壓狀況下產(chǎn)生單位體積的氣體所需要的能量為750/22.4= 33.5 kJ/L。在分接開關觸頭切換的過程中,產(chǎn)生交流電弧能量對分接開關的工作性能和油室安全保護裝置的選用有很大的影響。因此,需要對觸頭產(chǎn)生的交流電弧能量進行計算。 根據(jù)油中交流電弧工作原理,交流電弧能量可按下述基本公式來計算W =u i dt (1式(1中,u電弧電壓,其值為u = El+U0。其中E為弧柱電場強度,可以認為在燃弧每一半波期間,E為常數(shù)。對于在變壓器油中的自由燃弧,當電弧電

11、流小于10000A時,取E =200V/cm;l為電弧長度。在分接開關中,它指的是觸頭用于熄弧的程序斷口開距的距離,并不是觸頭最終斷開距離?，F(xiàn)以CM600切換開關(圖6為例,切換開關另一側過渡觸頭K3即將接觸之前時,主通斷觸頭K1的斷開距離約為1cm;U0為電弧近極壓降,它為恒數(shù),通取U0 = 50V。則可計算u = 200×1+50 = 250V。圖6 CM型切換機構i電弧電流。電弧電流為一幅值I m不變的正弦形電流,即i = I m sint,其中為電源的角頻率。把弧柱電壓u和電弧電流i代入式(1得W =u i dt =(El+U0I msintdt = (El+U0I m/si

12、ntdt= (El+U0I m/(2n-1+COSt (2式中,I m-電弧電流,即電弧觸頭的開斷電流;t-電弧電流從零上升至最大幅值的時間,t=0.005s,t = 2×50×0.005 =/2 ;n-交流電弧重燃的半波周數(shù),對于分接開關,燃弧時間限為10ms,則n = 1;從式(2可以看出,第一個半波的交流電弧能量僅與開斷電流和電弧電壓相關,初看與觸頭間恢復電壓U(故障時系統(tǒng)電壓Un或正常切換級電壓Us無關。但電壓U是維持觸頭電弧的先決條件,當觸頭電壓高于電弧電壓時,電弧穩(wěn)定燃燒;反之,無法維持電弧而熄滅。其次電壓高低又直接影響電弧的能否重燃,一旦交流電弧重燃半周,t=

13、20ms,n = 2,電弧能量就增加了;電弧燃至t=30ms,n = 3 ,電弧能量就大幅度增加?？梢婋妷簩涣麟娀∧芰康挠绊懼蟆５珜τ诜纸娱_關而言,交流電弧一般限定在半個周波內熄滅,即t=10ms,即n = 1。由于電弧重燃狀況與分接開關要求燃弧時間不符,為此在分析與計算中不予考慮。在假定切換單元(扇形塊的電弧觸頭同步開斷狀況下計算電弧能量:每個切換單元(扇形塊中主通斷觸頭K1在開斷電流I k1=600A時產(chǎn)生電弧能量為W k1 = (El+U0I m/(1+COSt=(250×600/314 (1+COS/2= 0.478kJ每個切換單元(扇形塊中過渡觸頭K2在開斷電流計算如下

14、:系統(tǒng)電壓Un =230kV±8×1.25%,級電壓Us=230×1.25%/1.732=1.66 kV,過渡電阻匹配為R=nUs/In,最佳匹配系數(shù)n=0.577,此時過渡觸頭K2的開斷電流為I k2=In/2 +Ic= In/2 +Us/2R=(1+nIn/2n=(1+0.577×600/(2×0.577= 822A則過渡觸頭K2開斷電流822A時產(chǎn)生電弧能量為W k2 = (El+U0I m/(1+COSt=(250×822/314 (1+COS/2= 0.655kJ由于切換開關采用雙電阻過渡電路原理,兩個觸頭的電弧時間約20m

15、s。由于液流反應時間相應滯后,在這么短20ms時間內,可以視為兩個觸頭產(chǎn)生電弧能量迭加。于是,整個分接開關三個切換單元(扇形塊的電弧能量在油室單位時間(T=1s內產(chǎn)生油體積流速為F =3×W/ 33.5 T= 31.133kJ/(33.5 kJ/s1s= 3.4/33.5 0.102L/s由此可知,切換開關切換一次產(chǎn)氣量V0 = Ft = 0.102L/s×0.01s =10.2mL 。油室內觸頭電弧產(chǎn)氣體積也可用經(jīng)驗公式來計算切換開關切換一次產(chǎn)氣量。即V0 =kUsIVtN (3式(3中k為系數(shù),可取0.9;Us為級電壓1.66kV;I為觸頭切換的電流,三個單元總的切換電

16、流I=3I=3(600+822 =4266A;V為每kWs產(chǎn)氣的體積,在常壓狀態(tài)下為4060cm3;t為切換時間10ms; N為燃弧區(qū)域氣體膨脹的倍數(shù),取47倍?？紤]正常切換(并不是故障時,V與N值取下限值計算: V0 =kUsIVtN=0.9×1.66×4266×0.01×40×4/106=0.0102L=10.2mL這個由試驗公式計算切換開關切換一次產(chǎn)氣量與能量轉換計算的產(chǎn)氣量是相同的。觸頭切換產(chǎn)生氣體在油室上升過程中,一部分被油溶解,另一部分積累在頭蓋的下部。當油溶解飽和和頭蓋下部積累滿后,氣體進入氣體繼電器,最后進入分接開關儲油柜,通過

17、呼吸器逸出。由于繼電器管道(直徑D=2,5cm截面S=D2/4 = 4.9 (cm2,則管道內油流速為V1 = F/S = 0.102×1000/4.9 = 20.8 cm/s = 0.208 m/s分接開關在滿載狀態(tài)或過載狀態(tài)下切換時,其油流控制繼電器管道內油流速計算值見表2所示。表2 CM600分接開關在負載狀態(tài)下切換參數(shù)計算(R=nUs/I , n=0.577cos=1 從表2可以看出,對于CM型分接開關的切換開關在正常 2倍過載切換(開斷容量試驗時,油室的油流控制繼電器管道內產(chǎn)生最大油流達到0.63m/s,考慮一定的安全裕度后,選用整定油流速度1.0m/s±10%的

18、油流控制繼電器是比較合適的。從上述的分析計標可以知道,油流控制繼電器管道內油的流速與觸頭所切換電流大小直接相關。不同電流規(guī)格的分接開關,油流控制繼電器管道內油的流速也就不同。因此,應選用不同的整定油流速度的油流控制繼電器與之相匹配。例如CMD1000型四電阻過渡旗循環(huán)法的三相分接開關(圖7,其分接開關在正常滿載狀態(tài)下或在過載狀態(tài)下切換時,油流控制繼電器管圖7 四電阻過渡電路道內油流速計算值見表3所示。表3 CMD1000分接開關在負載狀態(tài)下切換參數(shù)計算 注:上表是在Us=2500V、In=1000A、R1=0.5Us/In=1.25、R2=1.5R1=1.875、cos=1下計算。從表3可以看

19、出,對于CMD1000型分接開關的切換開關在正常2倍過載切換(開斷容量試驗時,油室的油流控制繼電器管道內產(chǎn)生最大油流達到0.86m/s,考慮一定的安全裕度后,選用整定油流速度1.2m/s±10%的油流控制繼電器是比較合適的。為了切換安全起見,建議電動機構的過流閉鎖接點整定值選取為 1.21.5倍額定通過電流,即I=(1.21.5 In時,分接開關暫停調壓操作。切換開關一相級間短路故障時最小沖擊油流速度的估算對于CM型切換開關常見故障是發(fā)生級間短路故障,K1主通斷觸頭的電弧延長不熄,而K3過渡觸頭閉合,引起主通斷觸頭的開斷電流的增加(環(huán)流緣故,切換容量上升,嚴重時甚至引起級間短路(見圖

20、6。此時K1主通斷觸頭的開斷電流從In增加至負載電流In與環(huán)流Ic之矢量和,則在cos=1時,則I K1=In+Ic=In+Us/R 。當K4再閉合時,嚴重的級間短路發(fā)生了。Ic= Us/Z O,Z O為級間的內阻抗,一般為m級,若Z O =50 m,則Ic 就增加20倍。在分接開關發(fā)生一相級間短路故障時可視為產(chǎn)生最小沖擊油流。即使此時,油室通往繼電器的油流仍大大超過其整定油速而跳閘動作,從而切斷變壓器,起著防止事故進一步擴大的保護。CM600分接開關發(fā)生一相級間短路時,油流控制繼電器管道內產(chǎn)生最小沖擊油速的計算見表4所示。表4 CM600分接開關一相級間短路故障時繼電器管道內產(chǎn)生最小沖擊油流

21、計算 注:上表按級電壓Us = 2500V,In=600A,R1=2.4,變壓器級間值Z O=0.05狀況下進行計算同樣,CM1000分接開關發(fā)生一相級間短路時,油流控制繼電器管道內最小沖擊油速達到3.50 m/s,跳閘接點動作,切除變壓器,起著防止事故的進一步擴大保護。3. 油流控制繼電器整定流速的驗證 油流控制繼電器對切換開關油室內短時間的較低到較高功率的故障應作出響應，使變壓器斷路 器跳閘，從而避免或者限制了有載分接開關和變壓器的損壞。 計算油流控制繼電器的實際油流速度 用壓力計從油流控制繼電器入口處測試不同整定流速的油流控制繼電器檔扳的動作力值，測得 整定油流控制繼電器整定油速 1.0

22、 m/s 的檔板動作值 0.55N，整定油速 1.2m/s 的檔板動作值 0.75N。 根據(jù)檔板的測試力來驗證整定油流速值繼電器的動態(tài)油流速度，按流體力學，油流作用檔板上的 力等于油流的動壓頭乘以檔板的面積。即 F1=VS /2g，式中，V 為油流速度，S 為檔板面積，實測檔 板的長度為 4cm， 寬度 3cm， S= 4×312 cm2 ， 為油的密度， 0.88， 為重力加速度。 g=9.8。 即 取 g 取 在繼電器檔板動作時，可以視為動態(tài)壓力作用的結果(檔板兩側靜態(tài)壓力平衡，這個動態(tài)壓力是 由油流沖擊速度產(chǎn)生，它必須克服擋板的動阻力 F0，即按 F1F0 考慮。 VS /2g

23、= F0，則油流速度 V=2 gF0S ，式中 F0 為動阻力，它可按實測靜壓力值和靜摩擦系數(shù) 來綜合考慮，取靜摩擦系數(shù)為 1.1，即 F0 = 實測靜阻力1.1。 取整定油 1.0m/s 油流速繼電器為例，F(xiàn)0 =實測靜阻力 F1.1=0.55/1.1=0.5 N。 V=2g F0S =2× 9.8× 0.5(12× 0.88 = 0.928m/s 取整定油 1.2m/s 油流速繼電器為例，F(xiàn)0 =實測靜阻力 F1.1=0.75/1.1=0.682N。 V=2g F0S =2× 9.8× 0.682(12× 0.88 = 1.265

24、m/s 油流控制繼電器動作特性測試 油流控制繼電器動作特性試驗安排如下： 在分接開關頭部法蘭彎管 R 上裝有一個帶控制閥和壓力傳感器的油流控制繼電器， 在繼電器出口 處上部高 1.5m 處接一個裝有呼吸器的油枕。在分接開關頭部法蘭注油管裝上一個可以升降的油枕， 調節(jié)油枕的高度，打開通往繼電器閥門，記錄繼電器在穩(wěn)定油流速下動作的靜壓力值P。 P 值由兩油枕油位高度差所產(chǎn)生，即 P =P2P1 = g(h2h1 式中，油的密度，= 0.88 g/mm3 g重力加速度，g=9.8m/s2 動作壓力P 值見表 5 所示。 表5 序 不同整定油流速的油流控制繼電器進行動作特性測試數(shù)據(jù) 油流控制繼電器 整

25、定油流速度 m/s 1.0 動作靜壓差值 P/kPa 繼電器實際動作壓力值 P2=P13.2 (kPa (油枕高度 1.5.m 31.2 28.6. 38.2 31.2 45.2 1 編號 1 編號 2 編號 3 編號 4 18 15 25 18 32 2 1.1 3 1.2 編號 5 30 43.2 編號 6 從表 5 可以看出，油流控制繼電器動作壓力與整定油流速度相關。隨著整定油流速度的增加，檔 板動作壓力也相應提高。 油流控制繼電器動態(tài)特性的驗證 為了摸清油流控制繼電器動態(tài)特性的狀況，人為用 9L/min 和 32L/min 的濾油機給油室注入流動 油流作為正常切換與切換故障的模擬驗證。

26、 濾油機油流速度按 V=21.22QD2 公式計算，式中 Q 為濾油機油流量，Lmin，D 為管道直徑， D=25mm，則用 9L/min 濾油機注油時，油流速 V=21.22×9252 = 0.3m/s，其油流值與正常切換相當。 6 用 32L/min 濾油機注油時，油流速 V=21.22×32252 = 1.09m/s，其油流值與切換故障相當。 其試驗布置見圖 8 所示。在油室法蘭的三個彎管上分別接上壓力傳感器，油流控制繼電器和濾油 器的進油管。油流控制繼電器上部有一個高度的油枕，測得油室內部的初始壓力為 5.0kpa。 用不同流量 9L/min 和 32L/min 濾

27、油機不斷調整 閥門的開啟壓力，測得油流控制繼電器動作壓力值。 9L/min 濾油機 32L/min 濾油機 32L 濾油機 圖 8 油流控制繼電器動態(tài)特性橫擬驗證試驗布置 對于整定油流速 1.2m/s 繼電器，用 9L/min 和 32L/min 濾油機注油，測得油流控制繼電器動作壓 力值分別 30 kpa 和 20 kpa。此時油流控制繼電器實際動作壓力值分別為： 用 9L/min 濾油機注油時，油流控制繼電器實際動作壓力值P = 305.0 = 25kpa； 用 32L/min 濾油機注油時，油流控制繼電器實際動作壓力值P = 205.0 = 15 kpa； 因此，檔板的壓力 P1=P+P

28、2+ P3。 若分接開關油枕對油室的油位高差為 1.5m 時，P2=0.88×9.81×1.5=13.2 kpa。 檔板動作時機械機構的阻力引起 P3 = F/S = 0.75N/4.9cm2=0.15N/cm2= 1.5 kpa。 則用 9L/min 濾油機注油時，繼電器檔扳動作的壓力 P12513.2+1.539.7kpa。 則用 32L/min 濾油機注油時，繼電器檔扳動作的壓力 P11513.2+1.529.7kpa。 對于整定油流速 1.0m/s 繼電器，用 9L/min 和 32L/min 濾油機注油，測得油流控制繼電器動作壓 力值分別 24.5 kpa 和 1

29、4.5 kpa。 用 9L/min 濾油機注油時，實際動作壓力值P = 24.55.0 = 19.5 kpa； 用 32L/min 濾油機注油時，實際動作壓力值P =14.55.0 = 9.5 kpa； 則用 9L/min 濾油機注油時，繼電器檔扳動作的壓力 P119.513.2+1.534.2kpa。 則用 32L/min 濾油機注油時，繼電器檔扳動作的壓力 P19.513.2+1.524.2kpa。 通過驗證可知，油流控制繼電器動態(tài)壓力與靜態(tài)壓力相比是略低了，主要原因是油室內部注入油 流增大時，對檔板產(chǎn)生動態(tài)壓力增大了，則實際動作壓力值P 就減少。 4. 油流控制繼電器選用不當引起故障及其

30、排除 從不同類型有載分接開關配置的保護繼電器狀況可以看出， 國外分接開關都配置油流控制繼電器 (或過壓力繼電器保護，這種保護繼電器沒有輕瓦斯信號；而國產(chǎn)分接開關早期也是配置油流控制繼 電器。但在電力行業(yè)標準 DL/T574-1995有載分接開關運行維修導則頒布貫徹以來，某些電力用 戶根據(jù) DL/T574-95 的 4.1.2 (4條款的提議，要求配置帶有氣體控制（俗稱輕瓦斯）和兼有油流控制 （俗稱重瓦斯）的氣體繼電器（以下簡稱氣體繼電器）作為有載分接開關保護繼電器,并在運行中啟 用輕瓦斯信號報警功能。因此，國產(chǎn)有載分接開關在運行中發(fā)生輕瓦斯頻繁動作(發(fā)信報警較多。 分接開關利用主通斷觸頭和過渡

31、觸頭來轉換負載電流。每當觸頭開斷時，觸頭間產(chǎn)生電弧。當電 弧在油中燃燒時，因電弧高溫作用，將油很快地蒸發(fā)成蒸汽和分解成氣體而形成氣泡。在氣泡中分解 7 的氣體約占 6080%。這些氣體主要由乙炔（C2H2）乙烯（C2H4）和氫氣（H2） ，甚至少量甲烷（CH4） 等組成。 正因這些氣體的實際存在， 隨著氣體的積聚量達到輕瓦斯動作整定值， 輕瓦斯動作報警是必然的。 因此，IEC60214-2(2004標準中指出：靠氣體的積聚而觸點動作的雙浮子氣體繼電器對切換開關和選 擇開關的保護是不適用的。 但切換開關和選擇開關若在真空管中熄弧時，其油室應采用輕重瓦斯雙浮子氣體繼電器保護。 變壓器油因電弧高溫分

32、解產(chǎn)生氣體量（平均值）與觸頭切換的級容量近似成正比。級容量等于級 電壓與負載電流的乘積， 級電壓越高， 負載電流越大， 油分解形成的氣泡越大， 即產(chǎn)生的氣體量越多。 運行正常的分接開關，在負荷較重（負載電流 In250A） ，每天切換次數(shù)高于 10 次以上，輕瓦斯動 作報警較為頻繁。注入新油半年后，一般約一個月一次，最短 10 天左右就會有一次。 由于分接開關頭蓋下部也聚集相當數(shù)量氣體， 隨著氣溫突然變熱， 氣體的膨脹也會沖向氣體繼電 器，可能致使輕瓦斯發(fā)信報警或重瓦斯的誤動作。 輕瓦斯頻繁動作與油質性能好壞、油中含水量大小、調壓操作次數(shù)有關。注入新油的分接開關， 投運半年內一般不發(fā)生輕瓦斯報

33、警。半年過后，輕瓦斯就會頻繁發(fā)信。這是因為注入新油含氣量少， 隨著調壓次數(shù)增加，切換產(chǎn)生的氣體增多。當氣體被油溶解達到飽和時，就開始聚集在氣體繼電器內 部，一旦達到整定值時，輕瓦斯就會發(fā)信。同時，油中含水量大，產(chǎn)氣量也增大；油中含水量小，產(chǎn) 氣量也減少。且產(chǎn)氣量隨著分接開關調壓次數(shù)的增加，油的絕緣強度（簡稱油耐壓）則下降。當輕瓦 斯發(fā)信時，則提示油中溶解氣體已經(jīng)飽和。 這樣分接開關經(jīng)現(xiàn)場吊檢和錄波 （示波圖）未見明顯異常， 且油樣耐壓仍達到運行要求時，一般僅作放氣復歸處理和油樣跟蹤分析，仍可以繼續(xù)進行調壓操作。 故此認為輕瓦斯信號的報警作用并不確切。隨著分接開關繼續(xù)調壓操作，油中游離碳進一步增

34、加，使 油的絕緣性能不斷下降和油的滅弧性能變差，由此開始油的劣化加速。當油的耐壓低于 30kV 時，即 應停止調壓操作，進行換油及再生處理。 輕瓦斯頻繁動作與氣體繼電器安裝管路水平傾斜角度有關。按氣體繼電器安裝要求，氣體繼電器 通往儲油柜的管路向上傾斜度為 2%4%，以便分接開關切換產(chǎn)生氣體能順暢通過管路從儲油柜逸 出。從華明公司售后服務統(tǒng)計中也發(fā)現(xiàn)部分氣體繼電器的管路安裝非但沒有向上傾斜度，甚至逆向傾 斜， 造成氣體逸出的不暢或阻塞， 而發(fā)生輕瓦斯頻繁動作。 在糾正氣體繼電器安裝傾斜度 （向上 2% 4%）后，輕瓦斯頻繁動作的現(xiàn)象大為減少。此外，氣體繼電器輕瓦斯頻繁動作還與分接開關儲油柜 的

35、呼吸器呼吸不暢或阻塞有關。 輕瓦斯頻繁動作與分接開關制造質量有關。分接開關載流觸頭接觸壓力偏小會造成接觸不良，在 負載較重（In250A）時，觸頭的過熱促使油的熱裂化產(chǎn)氣速率增加。由于長期慢性產(chǎn)氣，氣體的積 聚造成輕瓦斯發(fā)信動作。但輕瓦斯發(fā)信周期與調壓操作次數(shù)沒有對應的關系，即使不進行調壓操作， 輕瓦斯照樣也會發(fā)信動作，而且還可能會有一個逐步加速的發(fā)展過程。分接開關觸頭過熱往往容易檢 測到。例如武漢供電公司曾發(fā)現(xiàn)一臺國產(chǎn)仿 M 型有載分接開關觸頭接觸不良，檢修時增加觸頭調整 墊圈，提高了觸頭壓力，從而輕瓦斯頻繁動作現(xiàn)象大為減少。 當分接開關觸頭存在嚴重缺陷或切換機構存在缺陷導致切換過程斷開、切換時間延長、或切換失 敗的情況時，觸頭的燒損將產(chǎn)生大量氣